煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法技术

技术编号:42699399 阅读:31 留言:0更新日期:2024-09-13 11:55
本发明专利技术公开了一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法。首先,利用震源定位、微震传感器坐标等数据,对煤岩层进行波速场反演成像;其次,采用两个分别位于相邻时间段且位于位置较近的微震事件对到达传感器的P波初至到时差进行时差成像,得到波速时差图像;在此基础上,根据煤岩层破坏产生的微震信号,对煤岩层破坏进行震源定位及震源机制定量反演,得到煤岩层破坏位置、破裂大小及裂纹方向;综合利用波速场成像、波速时差成像、震源定位及震源机制定量参数对煤岩层动静应力场进行联合反演,得到煤岩层动静应力场图像;最后,基于深度学习算法对动静应力场图像进行异常区的智能识别,为煤岩层动静应力场监测提供技术保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤岩层应力场监测反演方法,具体涉及一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,属于矿山岩体力学及矿山安全工程。


技术介绍

1、井工矿、隧道、水电站硐室等地下工程建设过程中,采掘空间煤岩层处在复杂的应力场环境中。煤岩层应力即包括上覆岩层自重、构造应力、采动应力等静应力,也包括采掘活动造成的煤岩层破断、断层活化及爆破引发的动应力。煤岩层动静应力场演化及失衡会造成巷(隧)道围岩难以支护、围岩变形破坏、冒顶、掌子面塌方等问题,甚至诱发冲击地压、岩爆、煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害。煤岩层动静应力场监测是预防上述工程问题的基础和前提,对深入认识煤岩层应力场演化过程及致灾机理、提高灾害防控针对性和超前性具有重要意义。

2、目前通常采用在煤岩层中打钻孔埋设应力传感器对煤岩层应力进行监测;此外,现场还常采用液压支架工作阻力、单体支柱阻力等对工作面和巷(隧)道围岩及顶板煤岩层所受应力进行监测。然而上述方法只能对煤岩层特定测点的静态应力(压力)进行监测,不能监测煤岩层所受的动应力;且受测点限制,很难实现区域煤岩层应力场连续及全面监测。

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【技术保护点】

1.一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤a中根据微震台网的几何扩散效应、方向控制效应和方向角对震源定位的影响设计及优化微震传感器的空间布设方案。

3.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤d中采用门槛值法、长短时窗法或赤泽信息准则法对有效波形信号进行自动检测和识别,对破裂源进行预定位得到的震源定位参数包括震源时间、空间坐标以及能量。

4.根据权利要求1所述的一种煤岩层动...

【技术特征摘要】

1.一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤a中根据微震台网的几何扩散效应、方向控制效应和方向角对震源定位的影响设计及优化微震传感器的空间布设方案。

3.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤d中采用门槛值法、长短时窗法或赤泽信息准则法对有效波形信号进行自动检测和识别,对破裂源进行预定位得到的震源定位参数包括震源时间、空间坐标以及能量。

4.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤g中进行波速场反演时采用双差层析成像。

5.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:所述步骤m中进行波速时差成像时采用波速时差成像方法,具体步骤包括:

6.根据权利要求1所述的一种煤岩层动静应力场微震监测反演及异常智能识别方法,其特征在于:步骤f中计算破裂事件相对能量时,先计算信号能量,采用isrm标准中用声发射波形电压信号均方根值来表征声发射能量即式中t1为信号触发时刻,t2为结束时刻,t为信号波动持续时间,v(t)表示信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:李楠孙丽红王恩元王笑然刘晓斐宋大钊周小凇邱锦诚熊英豪李忠辉沈荣喜
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:

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